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借助超音速空气流机器人倒爬天花板

作者:搜狐  来源:It165网络收集  发布日期:2011-06-20 19:51:23

 

倒爬机器人
倒爬机器人
机器人倒爬原理示意图
机器人倒爬原理示意图
  能在墙上行走的机器人,大家听过不少,它们大多模拟自然界一些天然的粘结机制,比如有些机器人就模拟类似壁虎脚的干性粘合,固定在墙面,支持身体的移动。
  不过我们看到的图中这个小机器人,却运用了另一种思路。它采用一个流体动力学的著名原理(还是其“超音速版”),让自己潇洒地固定在几乎任何表面,它甚至不需要接触到表面,工作原理与壁虎脚完全不同。
  它借用的是伯努利原理:如果流体的速度慢,压强就大;速度快,其压强就小。你可能做过这个实验:双手将两张小纸条分放在嘴巴两边,你朝中间吹气,小纸条反而相互靠近。
  基于这一原则的机器人手爪并不鲜见。高压的空气流沿着爪的边缘喷出,形成一个“真空腔”,手爪就可以用来“抓取”距离很近的物件,而并不需要接触到物件。这样的机器人手爪通常用来拿起一些特殊的东西,它们或容易破碎,或需要无接触处理以避免感染。
  这个类型的爪由于吸力不足,一般不能托起整个机器人。新西兰坎特伯雷大学的研究小组研制了比传统装置的吸力强5倍的超音速伯努利机器人手爪,足够支持小机器人自身的重量。
  机器人左右侧的轮子是触及到墙面的,但一前一后的两个圆爪则与墙面稍稍分开。机器人喷射空气流,强迫其通过一个微小的间隙,加速到超音速。结果就产生了可观的吸力。
  这种新型的机器人爪,大名叫非接触式附着垫(NCAP)。气流喷出的那小缝隙,几何形状也是精心设计的,气流被强迫从这里喷出时达到3马赫的速度。是的,没有写错,也不开玩笑,就是音速的3倍。NCAP能做到这一点,既不依靠增加气流,也不需要增加压力,完全借助自身的几何特征使气流压缩,速度提升,获得足够的附着力。让它爬玻璃等光滑墙面,或倒悬在天花板上行进,都不在话下。

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